压力容器设计常见问题-结构篇1

人孔设置

卧式容器壳体长度较长时人孔数量不够。

当卧式容器壳体较长时仍设置一个人孔，会造成焊接时气体排放困难；开罐检査时通风不良，采光不好，意外情况时人员撤离不便。

如：卧式容器筒体长度大于等于6000mm时，应考虑设置2个以上人孔。

双鞍座支承的圆筒形卧式容器顶部人孔位置问题。

双鞍座支承的圆筒形卧式容器的危险截面是两鞍座跨中截面及两个鞍座处的截面，跨中截面处的轴向应力最大,鞍座截面处的轴向应力、周向应力和剪应力均有极值点，对A>0.5Rm 而且刚性不足又不加强的壳体，两个鞍座处的截面上部容易发生扁塌现象。因此在这些区域尽量不要开孔。


补强圈

GB150.3第6.3.2.1条，采用补强圈结构补强时，应遵守下列规定：

(1)低合金钢的标准抗拉强度下限值Rm<540 MPa;

(2)补强圈厚度应小于或等于1.5δn；

(3)壳体名义厚度δn≤38mm。

HG20583第6.2.2条提出了比GB150更多的规定，这些规定在设计中常被忽视。这些规定是：遇有下列情况之一时，应采用整体补强(即增加筒体或封头的壁厚，或以整体锻件、厚壁管与筒体或封头焊接)。

(1)标准抗拉强度下限值R>540MPa的低合金钢材和铬钼钢低合金钢材制造的容器;

(2)补强圈的厚度大于1.5倍容器壳体壁厚；

(3)设计压力大于等于4.0MPa的压力容器；

(4)容器壳体壁厚δn>38mm；

(5)盛装极度、高度危害介质的容器且壳体壁厚大于等于12mm；

(6)疲劳压力容器。


接管厚度

接管与壳体的连接焊缝采用全焊透结构时所选接管管壁太薄。
压力容器壳体上接管壁厚的选用是设计中经常遇到的问题，但经常出现选用的接管壁厚不合理。特别是小直径的接管尤为突出，对于要求接管与壳体的焊接接头采用全焊透结构的场合，接管壁厚应取大于或等于 1/2壳体壁厚或取接管壁厚大于或等于6mm 两者的较小值。对坡口熔敷金属量大的焊接接头，当壳体壁厚大于16mm时，接管壁厚应大于8mm；当壳体壁厚较大时(壁厚大于或等于20mm)时，接管与壳体的连接焊缝，宜采用双面坡口，详见HG20583 之表15.4.1。
对于低温压力容器，与壳体相焊的管段壁厚应不小于5 mm，其中 Dn≤50 mm的短接管宜采用锻造后车削的厚壁管台(延长部分可采用普通壁厚的无缝钢管)。

人孔设置不足问题：对于长度超过6000mm的卧式容器，应该考虑设置两个以上的人孔。

双鞍座支承容器人孔位置问题：在双鞍座支承的圆筒形卧式容器中，两鞍座中间和鞍座处的截面承受的应力较大，容易发生扁塌，所以这些区域尽量不要开孔。

补强圈问题：补强圈的厚度应大于1.5倍容器壳体壁厚，适用于特定材料和条件的容器。

接管厚度问题：壳体上接管壁厚应大于或等于1/2壳体壁厚或大于等于6mm，特定情况需要更厚的接管或采取双面坡口。低温容器中与壳体焊接的管段壁厚不应小于5mm。
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